(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車の前方に存在する物体を検出し、当該物体の前記自車を基準とする相対位置、及び相対速度を出力する物体検出手段と、
前記物体の相対位置の過去の履歴を示す過去位置履歴に基づいて、前記自車を基準とする前記物体の相対的な進路を推定する第１の進路推定手段と、
前記自車の運動状態を検出する車両運動状態検出手段と、
前記物体の相対位置、及び前記自車の運動状態に基づいて、前記自車を基準とする前記物体の相対的な進路を推定する第２の進路推定手段と、
前記物体の相対速度、及び前記自車の運動状態から前記物体の絶対速度を算出する絶対速度算出手段と、
前記物体の絶対速度に基づいて、前記第１及び第２の進路推定手段のうち、前記進路を推定する際に用いるべき手段を決定する決定手段と、を備え、
前記決定手段は、
物体の絶対速度について、前記物体は静止物体であると判断する静止速度域と、前記物体は移動物体であると判断する移動速度域と、前記静止速度域と前記移動速度域との間の速度域である中間速度域とに予め分割し、
前記絶対速度算出手段の算出した絶対速度が前記移動速度域に含まれる場合、前記第１の進路推定手段に決定し、
前記絶対速度算出手段の算出した絶対速度が前記静止速度域に含まれる場合、前記第２の進路推定手段に決定し、
前記絶対速度算出手段の算出した絶対速度が前記中間速度域に含まれる場合、前記第１及び第２の進路推定手段に決定し、
前記決定手段の決定した手段を用いて、前記物体の相対的な進路を推定することを特徴とする車両用進路推定装置。
【請求項２】
前記決定手段が前記第１及び第２の進路推定手段に決定した場合、前記第１及び第２の進路推定手段の推定結果について、前記絶対速度の高低に対応した重み付けを付加する重み付け付加手段を備え、
前記重み付け付加手段によって重み付けが付加された前記第１及び第２の進路推定手段の推定結果から、最終的に、前記物体の相対的な進路を推定することを特徴とする請求項１記載の車両用進路推定装置。
【請求項３】
前記車両運動状態検出手段は、前記自車の運動状態として、前記自車の操舵角、及びヨーレートの少なくとも一方から前記自車の鉛直方向回りの運動状態を検出し、
前記第２の進路推定手段は、
前記自車の鉛直方向回りの運動状態から前記自車の旋回半径を推定する旋回半径推定手段を備え、
前記物体の相対位置、及び前記自車の旋回半径によって算出される、前記物体の相対位置を基点とする曲線を前記物体の相対的な進路として推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用進路推定装置。
【請求項４】
前記車両運動状態検出手段は、前記自車の操舵角を検出するステアリングセンサ、及び前記自車のヨーレートを検出するヨーレートセンサの少なくとも１つのセンサの出力から、前記自車の鉛直方向回りの運動状態を検出するものであり、
前記第２の進路推定手段は、前記ステアリングセンサ、及び前記ヨーレートセンサの中立点学習が終了した後に、前記物体の相対的な進路の推定を開始することを特徴とする請求項３記載の車両用進路推定装置。
【請求項５】
前記決定手段の決定した手段を用いて推定された前記物体の相対的な進路に基づいて、前記自車と前記物体とが衝突する可能性を判定する衝突可能性判定手段を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用進路推定装置。
【請求項６】
前記衝突可能性判定手段の判定した衝突する可能性の程度に応じて、前記自車の運転者に対し警報を発生する警報発生手段を備えることを特徴とする請求項５記載の車両用進路推定装置。
【請求項７】
前記衝突可能性判定手段の判定した衝突する可能性の程度に応じて、前記自車の運転者の運転を支援するための運転支援制御を行う運転支援制御手段を備えることを特徴とする請求項５記載の車両用進路推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用進路推定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車と障害物との衝突可能性を判定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている技術によれば、操舵角等から車両が走行すると推定される推定進行軌跡を演算する装置、カメラの撮影した白線や対象物等の道路状況の画像を処理する画像処理装置、及び、車両前方の対象物を検知するレーダ装置を用いて、推定進行軌跡、走行路、及び対象物を把握し、推定進行軌跡内に障害物が存在し、かつ、その障害物が走行路上に存在する場合には、走行路内の障害物が存在する一方で推定進行軌跡内の障害物が存在しない場合に比して重度の大きな危険が車両に生じていると判定する。
【０００３】
また、車両がカーブ出入口近傍に位置する場合、車両挙動の時間遅れに起因して推定進行軌跡が走行路に沿わない可能性が高く、車両が推定進行軌跡上を走行する蓋然性が低いため、推定進行軌跡上に危険な障害物が存在しなくとも、走行路上に危険な障害物が存在するときは、走行路上の障害物に衝突する危険性が高くなる。従って、この従来技術では、車両が走行路のカーブ出入口近傍に位置するか否かを判別し、この判別結果に基づいて危険度を判定する。
【特許文献１】特開２００４−１１０３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した、自車の推定進行軌跡と走行路に基づいて衝突可能性を判定する従来技術に対して、自車位置を原点とする相対座標系を自車に設定し、この相対座標系における対象物の過去の位置履歴（過去位置履歴）から対象物の進路を推定（以下、相対座標系進路推定）して衝突可能性を判定する方法がある。この相対座標系進路推定による判定方法は、自車の走行路を把握することなく衝突可能性を判定するため、従来技術のように、道路状況の画像を撮像するためのカメラや画像処理装置を備える必要がない。
【０００５】
しかしながら、自車の操舵角が急に変化するような状況においては、この操舵角の変化が対象物の推定進路に遅れて反映されるため、その推定精度が劣ることになる。このような状況は、例えば、自車が駐車車両等の障害物を避ける場合や、自車が直線路から道路半径の小さいカーブに進入するような場合に発生し易い。
【０００６】
例えば、図６（ａ）に示すように、自車が直線路からカーブへ進入する状況において、自車は、通常、カーブの入口手前まで直進して接近するため、カーブ入口付近の路側物の過去位置履歴は縦方向に並ぶ。そのため、この過去位置履歴から求められる路側物の推定進路は、自車の相対座標系の原点を向くようになる。
【０００７】
一方、図６（ｂ）に示すように、自車がカーブへ進入する際、自車のステアリングが操作されると、路側物は、自車の進行方向の左側に位置するようになるため、路側物の真の進路は、図６（ｂ）の点線で示されるようになる。しかしながら、路側物の推定進路は、それ以前の路側物の過去位置履歴から求まるため、路側物の位置の一時的な変化が反映され難く、それゆえに、路側物の推定進路に遅れて反映される。
【０００８】
従って、図６（ｂ）に示すように、ステアリングが操作されたときの路側物の推定進路は、カーブの入口手前まで直進して接近する時の推定進路と大きく変わらず、自車の相対座標系の原点を向くようになる。その結果、衝突する可能性が低いにも係わらず、衝突する可能性が高いと誤って判定してしまう。
【０００９】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたもので、自車の操舵角が急に変化するような状況においても、自車前方の物体の高精度な進路推定を行うことができる車両用進路推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用進路推定装置は、
自車の前方に存在する物体を検出し、当該物体の自車を基準とする相対位置、及び相対速度を出力する物体検出手段と、
物体の相対位置の過去の履歴を示す過去位置履歴に基づいて、自車を基準とする物体の相対的な進路を推定する第１の進路推定手段と、
自車の運動状態を検出する車両運動状態検出手段と、
物体の相対位置、及び自車の運動状態に基づいて、自車を基準とする物体の相対的な進路を推定する第２の進路推定手段と、
物体の相対速度、及び自車の運動状態から物体の絶対速度を算出する絶対速度算出手段と、
物体の絶対速度に基づいて、第１及び第２の進路推定手段のうち、進路を推定する際に用いるべき手段を決定する決定手段と、を備え、
決定手段は、
物体の絶対速度について、物体は静止物体であると判断する静止速度域と、物体は移動物体であると判断する移動速度域と、静止速度域と移動速度域との間の速度域である中間速度域とに予め分割し、
絶対速度算出手段の算出した絶対速度が移動速度域に含まれる場合、第１の進路推定手段に決定し、
絶対速度算出手段の算出した絶対速度が静止速度域に含まれる場合、第２の進路推定手段に決定し、
絶対速度算出手段の算出した絶対速度が中間速度域に含まれる場合、第１及び第２の進路推定手段に決定し、
決定手段の決定した手段を用いて、物体の相対的な進路を推定することを特徴とする。
【００１１】
物体の相対位置の過去位置履歴に基づく第１の進路推定手段を用いることによって、自車を基準とする物体の相対的な進路を推定することができる。しかしながら、この第１の進路推定手段は、自車の操舵角が急に変化するような状況等、過渡的な状況においては、この操舵角の変化が物体の推定進路に遅れて反映されるため、その推定精度が劣ることになる。
【００１２】
例えば、図６（ｂ）に示したように、自車がカーブへ進入する際、自車のステアリングが操作されると、路側物は、自車の進行方向の左側に位置するようになるため、路側物の真の進路は、図６（ｂ）の点線で示されるようになる。しかしながら、前述したように、路側物の推定進路は、それ以前の路側物の過去位置履歴から求まるため、路側物の位置の一時的な変化が反映され難く、それゆえに、路側物の推定進路に遅れて反映される。なお、この現象は、特に路側物等のように、自車との相対速度の大きい静止物に対して頻繁に発生する。
【００１３】
ここで、物体が静止物（言い換えれば、絶対速度がゼロの物体）であるならば、自車を基準とするその物体の相対運動は、その物体を基準とした場合の自車の相対運動と正反対の関係にある。また、自車の運動状態は、時間的に遅れの少ない車速、操舵角（或いはヨーレート等）から把握できる。従って、自車の運動状態に基づいて静止物の相対的な進路を推定することができれば、時間遅れの少なく、精度の高い進路推定が可能となる。
【００１４】
本発明は、この点に着目したもので、物体の過去位置履歴に基づく第１の進路推定手段と、物体の相対位置及び自車の運動状態に基づく第２の進路推定手段とを備え、物体の絶対速度に基づいて進路を推定する際に用いるべき手段を決定し、その決定した手段を用いて物体の相対的な進路を推定する構成を採用した。
【００１５】
これにより、例えば、絶対速度がゼロの物体の相対的な進路については、第２の進路推定手段によって、時間的に遅れの少ない自車の運動状態に基づいて推定されるため、図６（ｂ）で示した点線の軌跡のように、真の進路に近くなる。その結果、高精度の進路推定が可能となる。
【００１７】
また、これにより、物体の絶対速度が静止速度域に含まれるか、或いは移動速度域に含まれるかによって、第１及び第２の進路推定手段の使い分けをすることができる。なお、物体の絶対速度が静止速度域と移動速度域との境界付近である場合、第１又は第２の進路推定手段の何れか単独で推定された推定進路よりも、第１及び第２の進路推定手段の各々によって推定された２つの推定進路の中間的な進路が、真の進路に近くなることが多い。
【００１９】
そこで、請求項１に記載の車両用推定装置では、物体の絶対速度が中間速度域に含まれる場合、第１及び第２の進路推定手段によって推定された２つの進路から最終的な物体の推定進路を推定する。
【００２０】
請求項２に記載の車両用進路推定装置は、決定手段が第１及び第２の進路推定手段に決定した場合、第１及び第２の進路推定手段の推定結果について、絶対速度の高低に対応した重み付けを付加する重み付け付加手段を備え、
重み付け付加手段によって重み付けが付加された第１及び第２の進路推定手段の推定結果から、最終的に、物体の相対的な進路を推定することを特徴とする。
【００２１】
これにより、物体の絶対速度が中間速度域に含まれる場合には、絶対速度の高低に対応した重み付けを第１及び第２の進路推定手段によって推定された２つの進路に付加して、最終的な物体の進路を推定することができる。
【００２２】
請求項３に記載の車両用進路推定装置によれば、車両運動状態検出手段は、自車の運動状態として、自車の操舵角、及びヨーレートの少なくとも一方から自車の鉛直方向回りの運動状態を検出し、
第２の進路推定手段は、
自車の鉛直方向回りの運動状態から自車の旋回半径を推定する旋回半径推定手段を備え、
物体の相対位置、及び自車の旋回半径によって算出される、物体の相対位置を基点とする曲線を物体の相対的な進路として推定することを特徴とする。
【００２３】
図５に示すように、自車に対する静止物の相対的な進路は、自車が旋回半径Ｒ（推定Ｒ）で旋回するとき、静止物の現在の相対位置を示す点Ｐ（ｘ１，ｚ１）を通る半径Ｒ１の円弧で示される。また、その進路の方向は、自車の旋回方向とは正反対の方向、すなわち、点Ｐから点Ｑや点Ｒへ向かう方向となる。従って、物体の現在の相対位置と自車旋回半径とから、物体の現在の相対位置を基点とする円弧で示される曲線の軌跡を物体の相対的な進路として推定することができる。
【００２４】
請求項４に記載の車両用進路推定装置によれば、車両運動状態検出手段は、自車の操舵角を検出するステアリングセンサ、及び自車のヨーレートを検出するヨーレートセンサの少なくとも１つのセンサの出力から、自車の鉛直方向回りの運動状態を検出するものであり、
第２の進路推定手段は、ステアリングセンサ、及びヨーレートセンサの中立点学習が終了した後に、物体の相対的な進路の推定を開始することを特徴とする。
【００２５】
このように、車両運動状態検出手段は、ステアリングセンサやヨーレートセンサの出力から、自車の鉛直方向回りの運動状態を検出するため、これらセンサ出力の精度が物体の相対的な進路の推定精度に影響を与える。ところで、ステアリングセンサやヨーレートセンサ等は、自車が直進状態を保持して走行することでその中立点が学習されるため、中立点学習が終了しない限り、自車の鉛直方向回りの運動状態を精度良く検出することができず、物体の相対的な進路も精度よく推定できなくなる。従って、ステアリングセンサやヨーレートセンサの中立点学習が終了した後に物体の相対的な進路の推定を開始することで、推定進路の精度を低下させないようにすることができる。
【００２６】
請求項５に記載の車両用進路推定装置は、決定手段の決定した手段を用いて推定された物体の相対的な進路に基づいて、自車と物体とが衝突する可能性を判定する衝突可能性判定手段を備えることを特徴とする。これにより、物体の相対的な進路に基づいて、自車と物体とが衝突する可能性を判定することができる。
【００２７】
請求項６に記載の車両用進路推定装置は、衝突可能性判定手段の判定した衝突する可能性の程度に応じて、自車の運転者に対し警報を発生する警報発生手段を備えることを特徴とする。これにより、自車と物体とが衝突する可能性がある場合、自車の運転者に対して衝突する可能性があることを報知することができる。
【００２８】
請求項７に記載の車両用進路推定装置は、衝突可能性判定手段の判定した衝突する可能性の程度に応じて、自車の運転者の運転を支援するための運転支援制御を行う運転支援制御手段を備えることを特徴とする。これにより、自車と物体とが衝突する可能性がある場合、物体との衝突時の被害が軽減するように、或いは、衝突を回避するように運転支援制御を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本実施形態は、本発明の車両用進路推定装置を運転支援システムの一機能として適用した場合について説明するものである。図１に、本実施形態の運転支援システムの全体構成を示す。運転支援システムは、運転支援制御ＥＣＵ２を中心として、レーザレーダ１等の各種のセンサと、エンジンＥＣＵ３、ブレーキＥＣＵ４、及びメータＥＣＵ１７の各電子制御ユニットによって構成される。
【００３０】
レーザレーダ１は、自車の車体前部のフロントグリル近傍に搭載され、運転支援制御ＥＣＵ２から自車の現車速、自車の旋回半径Ｒ（推定Ｒ）を入力するとともに、レーザ光を自車両前方の所定範囲に照射することにより、そのレーザ光を反射する反射物体の自車を基準とする相対位置、相対速度、大きさ（幅、高さ等）を検出する。
【００３１】
ここで、反射物体である物体の相対位置は、図５に示すように、自車位置を原点とし、自車の左右方向をＸ軸、自車の前後方向をＺ軸とする相対座標系を設定したとき、この相対座標系における位置（例えば、点Ｐ（ｘ１，ｚ１）等）を示す。また、物体の相対速度は、この各座標軸方向の速度を示す。この検出結果から構成される物体情報は、電気信号に変換された後、運転支援制御ＥＣＵ２へ出力される。なお、このように、レーザ光を用いて物体を検出するものに限らず、ミリ波やマイクロ波等の電波を用いて自車前方の物体を検出するものであってもよい。
【００３２】
運転支援制御ＥＣＵ２は、エンジンＥＣＵ３から出力される自車の現車速、ステアリングの操舵角、自車のヨーレート、自車前方に存在する前方車両との目標車間時間、エンジンＥＣＵ３の制御状態情報を入力するとともに、レーザレーダ１からの物体情報を入力して、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行するもので、前方車両との目標車間距離（目標車間時間）が設定されると、設定車速内で走行速度に応じた車間距離を保持する車間距離制御や、前方車両が存在しない場合には、設定した車速を保持する定速走行制御等を行う。
【００３３】
また、レーザレーダセンサ１の検出した物体の自車を基準とする相対的な進路を推定し、この推定した進路に基づいて自車と物体とが衝突する可能性を判定し、衝突する可能性があると判定される場合に、その衝突する可能性の程度に応じて、自車の運転者に対し警報を発生したり、物体との衝突時の被害が軽減するように、或いは、衝突を回避するように運転者の運転を支援したりするための運転支援制御を実行する。この運転支援制御ＥＣＵ２による運転支援制御については、後ほど詳しく説明する。
【００３４】
運転支援制御ＥＣＵ２は、上記ＡＣＣや運転支援制御を実行して、自車に発生すべき目標加速度や、この目標加速度を自車が発生させるためのフューエルカット要求、オーバードライブ（ＯＤ）カット要求、シフトダウン要求、ブレーキ要求の各要求情報をエンジンＥＣＵ３へ出力するとともに、運転者に注意を促すための警報要求や警報表示の表示データをエンジンＥＣＵ３へ出力する。
【００３５】
エンジンＥＣＵ３は、運転支援制御ＥＣＵ２、ブレーキＥＣＵ４、アクセルペダルセンサ５、車速センサ６、ブレーキＳＷ７、クルーズコントロールＳＷ８、クルーズメインＳＷ９、スロットルアクチュエータ（ＡＣＴ）１０、トランスミッション１１、及びメータＥＣＵ１７と接続されている。
【００３６】
アクセルペダルセンサ５は自車のアクセルペダルの踏み込み量を検出し、また、車速センサ６は自車の現車速を検出して、検出結果をエンジンＥＣＵ３へ出力する。ブレーキＳＷ７はブレーキペダルの状態（ペダルが踏まれた状態：ＯＮ／ペダルが踏まれていない状態：ＯＦＦ）をエンジンＥＣＵ３へ出力する。クルーズコントロールＳＷ８は、ＡＣＣの各種コントロールスイッチ（セットＳＷ、リジュームＳＷ、キャンセルＳＷ、及びタップＳＷ等）の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）をエンジンＥＣＵ３へ出力する。クルーズメインＳＷ９は、定速走行制御、及び車間距離制御を開始可能にさせるためのスイッチである。
【００３７】
ここで、セットＳＷは、これを操作することによって、その時の車速（現車速）を取り込み、この車速を設定車速として記憶させるものである。また、設定車速が取り込まれると、定速走行制御が行われる。リジュームＳＷは、定速走行制御中でない状態で、設定車速が記憶されているときに押された場合、自車の車速を現在の車速から設定車速まで復帰させるものである。キャンセルＳＷは、実行されている定速走行制御や車間距離制御を中止させるものであり、このキャンセルＳＷを押すことで中止処理が実行される。タップＳＷは、前方車両との車間距離を設定するためのもので、ユーザの好みに応じて、所定範囲の距離に限り設定可能なものである。
【００３８】
スロットルアクチュエータ（ＡＣＴ）１０は、エンジンＥＣＵ３からの指示によってスロットルバルブの開度を制御し、トランスミッション１１は、エンジンＥＣＵ３からの指示によってトランスミッションの変速比を制御する。
【００３９】
エンジンＥＣＵ３は、運転支援制御ＥＣＵ２、及びブレーキＥＣＵ４、及びメータＥＣＵ１７からの各種情報を入力し、ブレーキＥＣＵ４に対して警報要求、ブレーキ要求、及び目標加速度の各種情報を出力し、メータＥＣＵ１７に対して表示データを出力する。また、自車に発生する加速度が上記目標加速度となるようにするための指令信号をスロットルＡＣＴ１０やトランスミッション１１に出力する。
【００４０】
ブレーキＥＣＵ４は、ステアリングセンサ１２、ヨーレートセンサ１３、車輪速センサ１４、警報ブザー１５、及びブレーキアクチュエータ（ＡＣＴ）１６と接続されている。ステアリングセンサ１２は、自車のステアリングの操舵角を検出するセンサであり、検出した操舵角の情報をブレーキＥＣＵ４へ出力する。ヨーレートセンサ１３は、自車の鉛直方向回りの角速度を検出するセンサであり、検出したヨーレートの情報をブレーキＥＣＵ４へ出力する。
【００４１】
車輪速センサ１４は、自車の各車輪の車輪速を検出するセンサであり、検出した各車輪の車輪速をブレーキＥＣＵ４へ出力する。ブレーキＥＣＵ４は、エンジンＥＣＵ３からの警報要求、ブレーキ要求、及び目標加速度の各種情報と、ステアリングセンサ１２、ヨーレートセンサ１３、車輪速センサ１４からの検出結果を入力して、警報ブザー１５に対して警報発生の指示信号を出力したり、ブレーキＡＣＴ１６に対してブレーキを作動させるための指示信号を出力したりする。また、操舵角及びヨーレートの各情報をエンジンＥＣＵ３へ出力する。
【００４２】
メータＥＣＵ１７は、エンジンＥＣＵ３からの表示データを入力して、自車のインストルメントパネルに設けられたメータや表示画面の表示制御を行う。また、図示しない車内ＬＡＮを介して取得した各種車載機器の操作情報をエンジンＥＣＵ３へ出力する。
【００４３】
次に、本実施形態の運転支援システムの特徴部分について説明する。運転支援制御ＥＣＵ２は、運転支援制御において物体の自車に対する進路を推定する際、図４に示すように、自車を基準とする物体の相対位置の過去の履歴を示す過去位置履歴に基づいて自車を基準とする物体の相対的な進路を推定する方法と、物体の相対位置と操舵角等の自車の運動状態に基づいて自車を基準とする物体の相対的な進路を推定する方法とを物体の絶対速度によって使い分ける。
【００４４】
すなわち、物体の過去位置履歴に基づく進路推定によって、物体の相対的な進路を推定することができる。しかしながら、この進路推定は、自車の操舵角が急に変化するような状況等、過渡的な状況においては、この操舵角の変化が物体の推定進路に遅れて反映されるため、その推定精度が劣ることになる。
【００４５】
例えば、図６（ｂ）に示したように、自車がカーブへ進入する際、自車のステアリングが操作されると、路側物は、自車の進行方向の左側に位置するようになるため、路側物の真の進路は、図６（ｂ）の点線で示されるようになる。しかしながら、前述したように、路側物の推定進路は、それ以前の路側物の過去位置履歴から求まるため、路側物の位置の一時的な変化が反映され難く、それゆえに、路側物の推定進路に遅れて反映される。なお、この現象は、特に路側物等のように、自車との相対速度の大きい静止物に対して頻繁に発生する。
【００４６】
ここで、物体が静止物（言い換えれば、絶対速度がゼロの物体）であるならば、自車を基準とするその物体の相対的な運動状態は、その物体を基準とする自車の相対的な運動状態と正反対の関係にある。また、自車の運動状態は、時間的に遅れの少ない車速、操舵角（或いはヨーレート等）から把握できる。
【００４７】
本実施形態の運転支援システムは、この点に着目したもので、物体の過去位置履歴に基づく進路推定方法、及び物体の相対位置及び自車の運動状態に基づく進路推定方法について、物体の絶対速度に基づいて進路を推定する際に用いるべき方法を決定し、その決定した進路推定方法を用いて物体の相対的な進路を推定するようにした。
【００４８】
これにより、例えば、絶対速度がゼロの物体の相対的な進路については、物体の相対位置及び自車の運動状態に基づく進路推定方法によって、時間的に遅れの少ない自車の運動状態から推定されるため、図６（ｂ）で示した点線の軌跡のように、真の進路に近くなる。その結果、高精度の進路推定が可能となる。
【００４９】
次に、運転支援制御ＥＣＵの実行する運転支援制御処理について、図２及び図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、ここでは、１つの物体の進路を推定する例を説明するものであり、複数の物体が存在する場合には、各物体についての進路を推定する。
【００５０】
図２に示すステップ（以下、Ｓと記す）１０では、各種ＥＣＵや各種センサ等の初期設定を行う。なお、この初期設定には、ステアリングセンサ１２やヨーレートセンサ１３の中立点学習も含まれ、この中立点学習が終了することで、後段の処理に進む。
【００５１】
すなわち、物体の絶対速度や、物体の相対位置及び自車の運動状態に基づく進路推定方法では、自車の鉛直方向回りの運動状態から算出されるため、その自車の鉛直方向回りの運動状態を検出するためのステアリングセンサ１２やヨーレートセンサ１３からのセンサ出力の精度が絶対速度や進路の推定精度に影響を与える。そして、ステアリングセンサ１２やヨーレートセンサ１３等は、自車が直進状態を保持して走行することでその中立点が学習されるため、この中立点学習が終了しない限り、物体の絶対速度や自車の鉛直方向回りの運動状態を精度良く検出することができず、進路も精度よく推定できなくなる。
【００５２】
従って、ステアリングセンサ１２やヨーレートセンサ１３の中立点学習が終了した後に、後段の絶対速度の算出や進路推定演算処理を開始することで、進路の推定精度を低下させないようにすることができる。
【００５３】
Ｓ２０では、物体の進路推定演算処理を実行する。この進路推定演算処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。図３に示すＳ１１０では、自車前方に物体が存在するかどうかをレーザレーダ１から出力される物体情報から判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ１２０へ処理を進め、否定判定される場合には本処理を終了する。
【００５４】
Ｓ１２０では、物体情報から物体の相対位置を参照し、この相対位置を既に記憶されている過去位置履歴に追加して記憶する。Ｓ１３０では、物体の自車を基準とする相対的な運動状態と自車の運動状態とから、物体の絶対速度を算出する。すなわち、物体のＸ軸及びＺ軸方向の相対速度、自車の現車速、ヨーレートから算出する。
【００５５】
Ｓ１４０では、Ｓ１３０にて算出した物体の絶対速度の高低に基づいて、物体の進路を推定する際に用いるべき進路推定方法を決定する。すなわち、物体の過去位置履歴に基づく進路推定方法で推定するか、或いは、物体の相対位置及び自車の運動状態に基づく進路推定方法で推定するかを決定する。
【００５６】
なお、Ｓ１４０では、物体の絶対速度について、物体は静止物体であると判断する静止速度域と、物体は移動物体であると判断する移動速度域とに予め分割しておく。そして、物体の絶対速度が移動速度域に含まれる場合には、物体の進路を推定する際に用いるべき進路推定方法を物体の過去位置履歴に基づく進路推定方法に決定し、物体の絶対速度が静止速度域に含まれる場合には、物体の相対位置及び自車の運動状態に基づく進路推定方法に決定する。これにより、物体の絶対速度が静止速度域に含まれるか、或いは移動速度域に含まれるかによって、進路推定方法の使い分けをすることができる。
【００５７】
Ｓ１５０では、物体の過去位置履歴に基づく進路推定方法に決定されたか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはＳ１６０において、物体の過去位置履歴に基づいて、物体の相対的な進路を推定する。一方、否定判定される場合にはＳ１７０へ処理を進める。Ｓ１６０では、例えば、最小２乗法等の手法を用いて、物体の過去位置履歴から物体の進路を推定する。
【００５８】
Ｓ１７０では、物体の相対位置及び自車の運動状態から物体の進路を推定する。Ｓ１７０における進路推定方法において対象とする物体は、静止物（あるいは、静止状態であるとみなすことができる物体）である。自車前方に静止物が存在する場合、静止物の進路、すなわち、その後の自車を基準とする相対的な運動は、自車の現車速や旋回半径（推定Ｒ）によって円弧として示される。このＳ１７０では、この円弧を静止物の進路を示す近似曲線として算出する。なお、この円弧の中心は、図５に示すように、自車の回転中心、すなわち、自車が前輪操舵の場合、後輪車軸上に位置する。
【００５９】
次に、図５において、静止物の現在の相対位置を点Ｐ（ｘ１，ｚ１）とすると、この点Ｐを通る円弧の半径Ｒ１は次式で示される。なお、次式において、Ｘ−Ｚ相対座標系の原点から後輪車軸までの距離をｄとする。また、Ｒは、自車の旋回半径を示すもので、操舵角やヨーレートから推定された値を用いる。
【００６０】
（数１）
円弧の半径Ｒ１＝√｛（Ｒ−ｘ１）２＋（ｄ＋ｚ１）２｝
また、円弧の式は次式で示される。
【００６１】
（数２）
Ｒ１２＝（ｘ−Ｒ）２＋（ｚ＋ｄ）２
ここで、数式２の円弧の式に数式１の円弧の半径Ｒ１の式を代入すると、次式を得る。
【００６２】
（数３）
｛√｛（Ｒ−ｘ１）２＋（ｄ＋ｚ１）２｝｝２＝（ｘ−Ｒ）２＋（ｚ＋ｄ）２
そして、この数式３から、円弧Ｘ軸と交差する点Ｑ（ｘｑ，０）のｘｑは、次式によって示される。なお、Ｒの符号によって、次式の符号（±）が逆転する。
【００６３】
（数４）
ｘｑ＝Ｒ±√｛（Ｒ−ｘ１）２＋ｚ１２−（２×ｄ×ｚ１）｝
このように、自車に対する静止物の相対的な進路は、自車が旋回半径Ｒ（推定Ｒ）で旋回するとき、静止物の現在の相対位置を示す点Ｐ（ｘ１，ｚ１）を通る半径Ｒ１の円弧で示され、その進路の方向は、自車の旋回方向とは正反対の方向、すなわち、点Ｑや点Ｒの方向を示す。従って、物体の現在の相対位置と自車の旋回半径とから、物体の現在の相対位置を基点とする円弧で示される曲線を物体の相対的な進路として推定することができる。そして、数式４によって算出されるｘｑの示す値によって、静止物と自車とが衝突する可能性を判定することができる。
【００６４】
図３に示す進路推定演算処理を終えると、図２に示すＳ３０では、自車前方に存在する物体と自車とが衝突する可能性を判定する。例えば、Ｓ２０にて推定された進路を基準として、物体との距離の長さ、物体の相対速度の大きさ、自車の車幅等に応じた大きさの危険領域を相対座標系上に設定し、その危険領域と自車位置との照合を行うことで、物体と自車とが衝突する可能性の程度（衝突危険度）を算出する。これにより、物体の相対的な進路に基づいて、自車と物体とが衝突する可能性を判定することができる。
【００６５】
Ｓ４０では、例えば、レーザレーダ１の検出した物体の大きさ（幅、高さ）等から、物体の見え方等を考慮して、自車が実際に接触してしまうような物体であるのか、衝突して自車や被害を受ける／与えるようなものなのか、或いは、各種センサのセンシングが正常な状態なのか等から確信のもてない物体を特定し、その物体について、後段の警報・制御処理から除外する。これにより、後段の処理において、不要な警報や誤った警報の発生を抑制したり、不要な制御や誤った制御の実行を抑制したりすることができる。
【００６６】
Ｓ５０では、Ｓ３０にて判定された衝突する可能性の程度に応じて、自車の運転者に対し警報を発生したり、物体との衝突時の被害が軽減するように、或いは、衝突を回避するように運転者の運転を支援したりする。
【００６７】
このように、本実施形態の運転支援システムは、物体の過去位置履歴に基づく進路推定方法、及び物体の相対位置及び自車の運動状態に基づく進路推定方法について、物体の絶対速度の高低に基づいて進路を推定する際に用いるべき方法を決定し、その決定した進路推定方法を用いて物体の相対的な進路を推定する。
【００６８】
これにより、例えば、絶対速度がゼロの物体の相対的な進路については、物体の相対位置及び自車の運動状態に基づく進路推定方法によって、時間的に遅れの少ない自車の運動状態から推定されるため、その推定進路は、真の進路に近くなる。その結果、高精度の進路推定が可能となる。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。
【００７０】
（変形例１）
例えば、図３に示した進路推定演算処理は、物体の絶対速度が静止速度域に含まれるか、或いは移動速度域に含まれるかによって、物体の過去位置履歴に基づく進路推定方法、及び物体の相対位置及び自車の運動状態に基づく進路推定方法の使い分けをするものであるが、物体の絶対速度が静止速度域と移動速度域との境界付近である場合、上記２つの進路推定方法の何れか単独で推定された進路よりも、２つの進路推定方法の各々によって推定された２つの進路の中間的な進路が、真の進路に近くなることが多い。
【００７１】
そこで、例えば、物体の絶対速度について、静止速度域と移動速度域との境界付近に、静止速度域と移動速度域との間の速度域である中間速度域を設定して、静止速度域、中間速度域、及び移動速度域の３つの速度域に予め分割し、物体の絶対速度が中間速度域に含まれる場合には、物体の進路を推定する際に用いるべき進路推定方法を上記２つの進路推定方法に決定する。これにより、物体の絶対速度が中間速度域に含まれる場合には、２つの進路推定方法によって推定された２つの異なる進路から最終的な物体の進路が推定されるようになる。
【００７２】
そして、この場合には、２つの進路推定結果について、物体の絶対速度の高低に対応した重み付けを付加し、この重み付けが付加された進路推定結果から、最終的に、物体の相対的な進路を推定する。これにより、物体の絶対速度が中間速度域に含まれる場合には、絶対速度の高低に対応した重み付けが２つの推定進路に付加されるため、真の進路により近い物体の推定進路を推定することができる。
【００７３】
（変形例２）
また、図３に示した進路推定演算処理は、物体が静止物であると判断できるかどうかによって２つの進路推定方法を使い分けしているため、物体の絶対速度による判断に限らず、例えば、物体自体が何であるかが特定できれば、その物体が静止物であるかどうか判断することができる。例えば、自車前方に存在する物体が道路標識、ガードレール、デリニエータ、中央分離帯、信号機、電柱等の道路に敷設される路側物であることが特定できれば、その物体は、固定して道路に敷設されているため、静止物であると判断することができる。
【００７４】
そのため、例えば、自車前方の道路状況を撮影して、自車前方の物体を特定する画像処理装置等を備えている場合には、その特定結果から自車前方に存在する物体が静止物であるかどうかを判断し、その判断結果から、２つの進路推定方法を使い分けするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施形態の運転支援システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】運転支援制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】進路推定演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】物体の過去位置履歴による進路推定方法と操舵角による進路推定方法の概念図である。
【図５】静止物の進路推定方法を示す図である。
【図６】（ａ）は、自車がカーブの入口手前まで直進して接近したときの路側物の過去位置履歴と推定進路を示す図であり、（ｂ）は、自車がカーブへ進入したときの路側物の真の推定進路との差を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  レーザレーダ
２  運転支援制御ＥＣＵ
３  エンジンＥＣＵ
４  ブレーキＥＣＵ
１７  メータＥＣＵ
【図１】
0004442520.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004442520.tif 000005
【図５】
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【図６】
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